电网过电压产生的原因有哪些?
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过电压-超过由设备最高电压得出的相应峰值电压的相对地或相间的一个或几个任意时变的峰值电压。 过电压总是瞬态现象,大致可分为时间相对较短的、强阻尼的过电压及持续时间相对较长的、无或弱阻尼的过电压。
主要过电压的种类:
1)操作过电压:
在系统的给定点,由于某一类特定的操作过程、故障或其它原因产生的相对地或相间过电压,且以绝缘配合为目的的相对或相间过电压。这类过电压通常是强阻尼、持续时间较短的。
2)雷电过电压:
在系统的给定点,由于雷电放电或其它原因产生的、且以绝缘配合为目的的相对地或相间过电压,其波形或以看作与雷电冲击试验的标准冲击相近。这类过电压通常是单极性、持续时间极短的。
3)暂时过电压:
系统给定点出现的持续时间相对较长、不阻尼的或仅为弱阻尼的相对地或相间的振荡电压。暂时过电压通常由进行操作或事故所引起。可用其振幅、振荡频率、总的持续时间或衰减来表示。
电网的运行是一个系统参数的组合,如电压、电流、频率、电阻、电感、电容电流等等参数。它们是相辅相成的,不可以孤立地去看待某一个特定的参数值。暂时过电压、操作过电压往往是使系统电流的骤变,电网产生振荡,而引起系统过电压的。简单说:电网中产生过电压的原因有:a)外来的,如雷电的感应等, b)电网里大型感性负荷副边突然的断线,造成大型感性负荷向原边向电网放电。 c)电网中某个部分发生谐振。 d)电网里某些大型负荷突然的起停。
在日常工作中,我们的发电机时常出现过电压过压,导致电网系统不断的低频晃动。对于过压,我觉得超过由设备最高电压得出的相应峰值电压相对地或相间的一个或几个任意时变的峰值电压。总是瞬态现象,大致可分为时间相对较短的、强阻尼的过电压及持续时间相对较长的、无或弱阻尼的过电压,但尚不能明确地划出二者间的界线。
收索资料后,过电压分
⑴操作过电压-
在系统的给定点,由于某一类特定的操作过程、故障或其它原因产生的相对地或相间过电压,且以绝缘配合为目的的相对或相间过电压。这类过电压通常是强阻尼、持续时间较短的。
⑵雷电过电压-
在系统的给定点,由于雷电放电或其它原因产生的、且以绝缘配合为目的的相对地或相间过电压,其波形或以看作与雷电冲击试验的标准冲击(51条)相近。这类过电压通常是单极性、持续时间极短的。
⑶暂时过电压-
系统给定点出现的持续时间相对较长、不阻尼的或仅为弱阻尼的相对地或相间的振荡电压。暂时过电压通常由进行操作或事故(例如甩荷、单相接地)和/或由于非线性(铁磁谐振效应、谐波)所引起。可用其振幅、振荡频率、总的持续时间或衰减来表示。
总之,电网的运行是一个系统参数的组合,如电压、电流、频率、电阻、电感、电容电流等等参数。它们是相辅相成的,不可以孤立地去看待某一个特定的参数值。暂时过电压、操作过电压往往是使系统电流的骤变,电网产生振荡,而引起系统过电压的。
电力系统正常运行时,电气设备的绝缘处于电源额定电压下,当雷击、操作、故障、或参数配置等原因使系统中某部分电压升高大大超过正常运行的数值此称过电压。
过电压分为大气过电压和内部过电压,其中大气过电压又分直击雷过电压、感应雷击过电压和侵入雷电波过电压,特点是持续时间短暂,冲击性强,与雷电活动强度有直接关系,与设备电压等级无关。220KV以下系统的绝缘水平由防止大气过电压决定。内部过电压是由于拉、合闸操作、接地或断线事故及其他原因引起电力系统状态发生突然变化产生对系统有威胁的过电压。究其原因是系统内部电磁能的振荡和集聚引起的故称内部过电压。内部过电压可分为操作过电压和暂态过电压(含谐振过电压、工频过电压)。
同样,在切除感性负载可能在电容器和断路器上出现过电压
谐振过电压是电力网中的电容元件和电感元件参数的不利组合,由谐振产生,特点是过电压倍数高、持续时间长。
1、操作过电压
由于操作或故障的过渡过程中引起的过电压。其持续时间较短。一般常发生在切合电容器组或空载长线路;开断空载变压器或电抗器;在中性点不接地的电力网中,一相间歇性电弧接地等情况中。操作过电压绝大多数不超过3.5~4.0倍相电压。
可采用熄弧能力较强的断路器限制空载线路操作过电压。或用阀型避雷器限制空载变压器过电压。中性点不接地的电网中在变压器的中性点处装设消弧线圈可杜绝间歇性电弧过电压的发生
2、雷电过电压
根据我国110~500千伏变电站多年来的运行经验,如果特高压变电站采用敝开式高压配电装置,可直接在变电站构架上安装避雷针或避雷线作为直击雷保护装置;如果采用半封闭组合电器(HGIS)或全封闭组合电器(GIS),进出线套管需设直击雷保护装置,而GIS本身仅将其外壳接至变电站接地网即可。
3、暂时过电压包括工频过电压和谐振过电压
在中低压电网中最常见的弧光接地过电压和铁磁谐振过电压则分属于工频过电压和谐振过电压。
4、弧光接地过电压
弧光接地过电压的产生原因主要是当系统采用中性点不接地方式运行时,如果发生单相弧光接地故障且由于随着中低压电网的扩大、出线回路数增多、线路增长和中低压电网对地电容电流亦大幅度增加的原因造成该弧光电流过大而不能自动熄灭,从而造成稳定的弧光接地短路和产生弧光过电压。该过电压一般为3~5倍相电压甚至更高。另一方面由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后,需要维持一定的时间(一般为2h)而不致于引起用户断电。因此该弧光过电压会长时间地加在系统的绝缘上并使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿,从而发展为相间短路造成设备损坏和停电事故。
5、铁磁谐振过电压
铁磁谐振过电压产生的原因主要是在采用中性点不接地方式运行的系统中仅电压互感器的一次侧中性点是接地的; 同时由于电压互感器铁心容易饱和的因素,当系统进行合闸充电操作或发生接地故障等现象时会引起系统元件参数出现不利的组合,从而引起铁磁谐振并产生铁磁谐振过电压。如果接地故障所产生的弧光为间歇性,则容易发生间歇性电弧并在电容和电压互感器之间引起多次充放电,从而发生烧毁电压互感器和熔丝熔断的事故,使得系统失去电压互感器电源,影响系统运行的可靠性。
电力系统的过电压分为外部过电压和内部过电压。
外部过电压又称大气过电压,按过电压的形式可分为直击雷过电压和感应雷过电压。内部过电压按产生的原因分为工频过电压、操作过电压和谐振过电压。
直击雷过电压是架空线路直接遭受雷击后产生高压冲击波,当雷电放电的先导通道不是击中地面,而是击中输电线路的导线、杆塔或其他建筑物时,大量雷电流通过被击物体,在被击物体的阻抗接地电阻上产生电压降,使被击点出现很高的电位,这就是直击雷过电压。
操作过电压是由线路投切、故障或其它原因在系统中引起的相对地或相间瞬态过电压;其波形具有缓波前、持续时间短、单极性或振荡、强衰减电压特性。感应雷过电压是雷闪击中电气设备附近地面,在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电气设备上感应出的过电压。
工频过电压是是系统中在操作或接地故障时发生的频率等于工频(50 Hz)或接近工频的高于系统最高工作电压的过电压。产生工频过电压的主要原因是空载长线路的电容效应,不对称接地引起的正序、负序和零序电压分量作用,系统突然甩负荷使发电机加速旋转等。
谐振过电压是电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路,在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的过电压。
谐振过电压是电网运行中产生过电压中最频繁的也是出现电网过电压波动最频繁的可细分为:线性谐振过电压 谐振回路由不带铁芯的电感元件或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件和系统中的电容元件所组成; 铁磁谐振过电压 谐振回路由带铁芯的电感元件和系统的电容元件组成,因铁芯电感元件的饱和现象使回路的电感参数是非线性的,这种含有非线性电感元件的回路在满足一定的谐振条件时,会产生铁磁谐振;参数谐振过电压 由电感参数作周期性变化的电感元件和系统电容元件组成回路,当参数配合时通过电感的周期性变化不断向谐振系统输送能量造成参数谐振过电压。
电网过电压产生的原因:
1:大气过电压:由直击雷引起,特点是持续时间短暂,冲击性强,与雷击活动强度有直接关系,与设备电压等级无关。因此,220KV以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。
2:工频过电压:由长线路的电容效应及电网运行方式的突然改变引起,特点是持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。
3:操作过电压:由电网内开关操作引起,特点是具有随机性,但最不利情况下过电压倍数较高。因此30KV及以上超高压系统的绝缘水平往往由防止操作过电压决定。
4:谐振过电压:由系统电容及电感回路组成谐振回路时引起,特点是过电压倍数高、持续时间长。